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Secuencian el genoma del maní moderno: tendría madre argentina y padre boliviano

Dos ancestros silvestres que habrían originado al maní cultivado moderno: Arachis ipaensis (izquierda), originario de Bolivia; y Arachis duranensis (derecha) originario de Argentina. Imagen: Merritt Melancon/Universidad de Georgia.

La mejora de la resistencia a las plagas y la tolerancia a la sequía son algunos de los potenciales beneficios de un esfuerzo internacional en el que los científicos han desarrollado el cuadro más claro de la compleja historia genómica del maní cultivado moderno, originado como un cruce ancestral entre dos especies sudamericanas.

Los científicos emprendieron este gran proyecto para comprender mejor los mecanismos moleculares y celulares que sustentan el crecimiento y desarrollo de la planta de maní (o cacahuate como le llaman en algunos países), así como la expresión de características deseables, como un alto rendimiento de semillas, una mejor calidad del aceite y resistencia a enfermedades y plagas costosas, como el nematodo del nudo de la raíz.

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El maní cultivado, Arachis hypogaea, es una importante cosecha de leguminosas y oleaginosas, con un área de producción global total de aproximadamente 23,9 millones de hectáreas. Además del aceite, la semilla de maní contiene proteínas, vitaminas y otros nutrientes. La producción de maní de Estados Unidos, valorada en US$2 mil millones anuales, se extiende desde Virginia al sur hasta Florida y al oeste hasta Nuevo México.

La historia del maní cultivado comienza hace varios miles de años en América del Sur, donde los genomas de dos ancestros silvestres, Arachis duranensis y Arachis ipaensis, se fusionaron en un raro evento genético. El resultado, el maní de hoy en día (Arachis hypogaea), es una mezcla genómica compleja que es casi tan grande como el genoma humano, que es de aproximadamente 3 mil millones de pares de bases de ADN.

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Inicialmente, los científicos secuenciaron los genomas de los dos antepasados ​​silvestres por separado, utilizando el ADN tomado de las dos especies en lugar del maní moderno cultivado. Esto facilitó la identificación de las características estructurales de los genomas y los genes que residen en ellos. El equipo informó sobre el progreso en una edición de 2016 de la revista Nature Genetics. Ahora, utilizando un equipo avanzado de secuenciación de ADN, los investigadores han secuenciado los dos genomas fusionados en un solo maní moderno cultivado comercialmente, variedad conocida como ‘Tifrunner’, completando las lagunas de conocimiento que el esfuerzo anterior no logró.

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Este último avance, publicado en la edición de mayo de Nature Genetics, ya ha generado pistas interesantes, incluido el origen geográfico de A. duranensis, la “madre” del maní cultivado, donante del subgenoma A. El análisis genómico del equipo de las poblaciones de plantas que conforman la especie de este maní silvestre señaló una región en el norte de Argentina conocida como Río Seco. Los investigadores suponen que los antiguos agricultores que migran allí desde Bolivia expusieron las plantas de A. duranensis a otra especie que habían traído consigo, A. ipaensis, considerado el padre del maní cultivado, y que habría aportado el subgenoma B.

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Los investigadores también recrearon esta fusión genómica cruzando las dos especies antiguas de maní y analizando los resultados en siete generaciones de plantas de descendencia. Esto reveló un patrón interesante de intercambio de ADN y delecciones (eliminaciones) que tienen lugar en las plantas de los descendientes que probablemente expliquen la diversidad del tamaño, la forma, el color y otras características de las semillas que se ven en el maní comercial actual. El intercambio de ADN es inusual ya que se produce entre los dos “subgenomas” de las dos especies silvestres contribuyentes, algo que es posible debido a su alta similitud.

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Dirigido por el investigador David Bertioli de la Universidad de Georgia, el esfuerzo es una continuación de la “Iniciativa Internacional del Genoma del Maní” e involucra a científicos de cuatro laboratorios del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) perteneciente al Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y otras organizaciones asociadas en los Estados Unidos, Argentina, Brasil, Francia, China e India.

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